Kỳ thi chọn học sin giỏi lớp 10 năm học 2012-2013 đề thi môn Vật lý

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC

ĐỀ CHÍNH THỨC

KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013

ĐỀ THI MÔN: VẬT LÝ (Dành cho học sinh THPT không chuyên) Thời gian làm bài: 180 phút, không kể thời gian phát đề

Câu 1. Hai vật nhỏ giống nhau đặt cách nhau d = 1,6 m trên mặt phẳng nghiêng, góc nghiêng so với phương ngang là =300. Vật ở dưới cách chân mặt phẳng nghiêng là L=90cm (Hình 1). Thả đồng thời cho hai vật trượt xuống không vận tốc đầu. Bỏ qua ma sát. Lấy g = 10 m/s2.

1. Tìm vận tốc của mỗi vật ở chân mặt phẳng nghiêng và thời gian trượt của mỗi vật trên mặt phẳng nghiêng.

2. Sau khi đến chân mặt phẳng nghiêng thì hai vật lại trượt sang mặt phẳng ngang theo cùng một đường thẳng với tốc độ không đổi bằng tốc độ của chúng ở chân mặt phẳng nghiêng. Hỏi khoảng cách giữa các vật bằng bao nhiêu khi vật phía trên đến chân mặt phẳng nghiêng. Tính khoảng cách từ vị trí hai vật gặp nhau đến chân mặt phẳng nghiêng.

Câu 2. Trên mặt phẳng ngang có một bán cầu khối lượng m. Từ điểm cao nhất của bán cầu có một vật nhỏ khối lượng m trượt không vận tốc đầu xuống. Ma sát giữa vật nhỏ và bán cầu có thể bỏ qua. Gọi  là góc giữa phương thẳng đứng và bán kính nối từ tâm bán cầu tới vật (Hình 2).

1. Giả sử bán cầu được giữ đứng yên. a) Xác định vận tốc của vật, áp lực của vật lên mặt bán cầu khi vật chưa rời bán cầu, từ đó tìm góc m khi vật bắt đầu rời bán cầu.

b) Xét vị trí có  < m. Viết các biểu thức thành phần gia tốc tiếp tuyến và gia tốc pháp tuyến của vật theo g và . Viết biểu thức tính áp lực của bán cầu lên mặt phẳng ngang theo m, g và  khi đó.

2. Giả sử giữa bán cầu và mặt phẳng ngang có hệ số ma sát là . Tìm  biết rằng khi  = 300 thì bán cầu bắt đầu bị trượt trên mặt phẳng ngang.

3. Giả sử không có ma sát giữa bán cầu và mặt phẳng ngang. Tìm góc  khi vật bắt đầu rời bán cầu.

Câu 3. Có 1 gam khí Heli (coi là khí lý tưởng, khối lượng mol M=4g/mol) thực hiện một chu trình 1 - 2 - 3 - 4 - 1 được biểu diễn trên giản đồ P-T như Hình 3. Cho P0 = 105Pa; T0 = 300K.

1. Tìm thể tích của khí ở trạng thái 4. 2. Hãy nói rõ chu trình này gồm các đẳng quá trình nào. Vẽ lại chu trình này trên giản đồ P-V và trên giản đồ V-T (yêu cầu ghi rõ giá trị bằng số và chiều biến đổi của chu trình trên các giản đồ này).

Câu 4. Trên mặt phẳng nằm ngang đặt một thanh AB đồng chất. Người ta nâng nó lên một cách từ từ bằng cách đặt vào đầu B của nó một lực F luôn có phương vuông góc với thanh (lực F và thanh AB luôn nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng). Hỏi hệ số ma sát giữa thanh và mặt ngang có giá trị cực tiểu bằng bao nhiêu để dựng được thanh lên vị trí thẳng đứng mà đầu dưới của nó không bị trượt?

-----------Hết-----------

Thí sinh không được sử dụng tài liệu. Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

Họ và tên thí sinh:……….………..…….…….….….; Số báo danh……………….



Hình 2

P

T

0 T0

2P0 1 2

3 4

2T0

P0

Hình 3

ThuVienDeThi.com

SỞ GD&ĐT VĨNH PHÚC KỲ THI CHỌN HSG LỚP 10 THPT NĂM HỌC 2012-2013

ĐÁP ÁN MÔN: VẬT LÝ (Dành cho học sinh THPT không chuyên)

I. LƯU Ý CHUNG: - Hướng dẫn chấm chỉ trình bày một cách giải với những ý cơ bản phải có. Khi chấm bài học sinh làm theo cách khác nếu đúng và đủ ý thì vẫn cho điểm tối đa. - Điểm toàn bài tính đến 0,25 và không làm tròn. II. ĐÁP ÁN Câu Ý Nội dung Điểm 1 1 1,25đ

Gia tốc của hai vật trên mặt phẳng nghiêng có cùng giá trị bằng:

….. ……. …………… ……   2 0 2 1 / 5 30 sin 10 sin . s m g a a      Tốc độ của hai vật khi đến chân mặt phẳng nghiêng:

……………. ……… …….   s m L a s a v / 3 9,0.5.2 2 2 1 1 1 1    

…………. ………     s m d L a s a v / 5 5,2.5.2 2 2 2 2 2 2      Thời gian chuyển động trên mặt phẳng nghiêng của hai vật:

. . ……………  s a v t 6,0 5 3

1

1 1   

………….........  s a v t 1 5 5

2

2 2   

0,25

0,25 0,25

0,25

0,25

2 0,75đ

Khoảng cách giữa hai vật khi cùng chuyển động trên mặt phẳng ngang: Lúc vật 2 đến chân mặt phẳng nghiêng thì vật 1 cách vật 2 một đoạn:

. ……………. …………      1 1 2 1 3 1 0,6 1,2 d v t t m     

Kể từ khi vật 2 xuống đến mặt ngang thì khoảng …